对2020年高考理综一卷第35（化学）题的解析
今年高考卷中有一个关于物质结构的如下考题。从与中学化学教学吻合的程度来看，还是中规中矩的。学生回答起来，也应该比较顺利，没有多大的难度。
但，如何把问题分析与回答的更严谨，教师在讲解时，还是有一些需要注意与突出的地方。
一、对第（1）题的解析
这是一个检查学生是否掌握，原子核外电子排布式，原子成阳离子时失电子顺序，不同能级中原子轨道数目是多少，及洪特规则如何运用的考题。
所以，解该题的第一步就是。根据“核外电子在原子轨道中填充顺序”，写出26号元素Fe的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2。
第二步，再根据原子的失电子顺序，是按照(n-2)f、(n-1)d、ns、np的排列，由外到内来优先失去。也就是np要最先失去，ns次之，(n-1)d……。
对于Fe原子来说，它没有np电子，所以最先失去的是4s2的两个电子。而成Fe2+离子的3d6电子构型。
为成Fe3+离子，Fe2+离子只能是再失去一个3d6电子。而成3d5电子构型。
由于d能级中有5个能量简并的轨道，电子在填入时，根据洪特规则，要尽可能单独占有这些轨道。
所以，3d6电子构型的Fe2+离子要有4个未成对电子。因为5个轨道中，填入6个电子时，一定会有一个轨道中的电子要成对。
而对于3d5电子构型的Fe3+离子，它必然会有5个未成对电子。
这样两者的未成对之比，当然就是4:5。
二、对第（2）题的解析
元素的第一电离能，也就是原子失去最外层的一个电子所需的能量，是其失电子难易的度量。它通常要受三个因素的影响。
一个是电子层数（电子距离原子核的远近）、一个是核电荷数（核电荷对最外层电子的静电引力），再一个就是原子的电子构型（全满、半满有特殊的稳定性）。
这个考题，竟然把这3个因素的影响，都涉及到了。
第一个填空，考察的只是电子层数的影响，
对于Li与Na，属于同一周期的两个主族元素。是电子层数（原子半径）在起主导作用。
也就是说，Na的电子层数多，原子半径增大，原子核对最外层电子的把持能力差。这是I1(Na)要更小一些的根本原因。
对于这个填空，填写“Na的电子层数多，原子半径增大，原子核对最外层电子的把持能力差”。应该就是可以的。
第二个填空，则考察了核电荷数及电子构型，这两个因素对第一电离能的影响。
对于同一周期中的B、Be、Li，这是个原子序数依次减小的序列（与元素周期表中的顺序相反）。其核电荷数越大，越难于失电子，电离能也越大。所以会有，I1(B)>I1(Be)>I1(Li)，这样的总体变化趋势。
但是，在这里同时还要考虑的是，电子构型的影响也不能忽略。
由于Be的电子构型为1s22s2，它是从全满的稳定结构中失去一个2s2电子。这个过程需要的能量会比较多。
而B的电子构型为1s22s22p1，它失去一个2p1电子后，会成为有特殊稳定性的全满1s22s2结构。这个过程需要的能量会比较少。
于是，就导致有，I1(Be)>I1(B)。
这样，把上面两个能量关系综合起来，就有了I1(Be)>I1(B)>I1(Li)，这样的一个序列。
从上面的分析不难看出，第二个填空的填写，是比较麻烦的。
如果从两个方面来比较，作一个较为详细地回答。则是：
对于同一周期的Li、Be、B，这个原子序数依次增大的序列。随核电荷数增大，会有I1(Li)1(Be)1(B)。即I1(B)>I1(Be)>I1(Li)，这样的总体变化趋势。
而将B于Be相比较，B失去一个电子是成全满会较易、而Be是从全满到半满会较难。这样就导致了I1(Be)>I1(B)。
两个因素综合的结果就是，I1(Be)>I1(B)>I1(Li)。
如果是简答这个不等式。只要指出：前一部分是洪特规则起主要作用；后一部分是核电荷数减小导致的。
或者说，是洪特规则及这核电荷数，两方面综合影响的结果。
后者，应该算是最为简明的回答了。
三、对第（3）题的解析
用价层电子对互斥理论，可知PO43-离子中的中心P原子的价层电子数为8，也就是价层电子对数为4。
所以，P原子为sp3杂化。
考虑到这4个杂化轨道，都要用于与O原子成σ键，而导致P原子没有孤电子对。学生如果能进而指出，这是个“等性sp3杂化”。那当然是更为严格的答案。虽然不会“加分”，但也绝不应该减分。
这样才会有，PO43-离子的空间构型是“正四面体”，这样的结论。
四、对第（4）题的解析
这是一个考察晶胞中离子数目计算的题目。难点不在于晶胞中各种离子的数目，而是这个数据的处理。实际上，有偏重于数学计算，这样的味道。
第一个填空，是对图(a)的。
学生要能辨认出，每个晶胞中的4个正八面体是 Fe的配离子，4个正四面体是PO43-离子。在晶胞的8个顶点，前后及左右的4个面中心，及4个水平的棱中点，各有一个用圆圈表示的Li+离子，也就是该晶胞中一共有，
由此，就可以知道，每个图(a)所示晶胞的化学组成为
也就是，每个晶胞中含有的LiFePO4单元数，为“4”。
第二个填空，是对图(b)的。
其变化在于，保持每个晶胞中的 Fe配离子数还是4，PO43-离子还是4，的基础上，Li+离子数不同了。
要重新计算为，在晶胞8个顶点，3个面上，及3个棱上，各有一个用圆圈表示的Li+离子。也就是该晶胞中的Li+离子数变成了，
由此，就可以知道每个晶胞的化学组成为
这样，就可以写出该晶体的最简式为
从题目所给的Li1-xFe(PO4)，即上述最简式中的数值1-x=0.8125。马上可以得到答案，
x=0.1875。
第三个填空是要从图(b)、也就是已得到的最简式
从化学式中各离子电荷的代数和要为“0”,可知：Fe2+与Fe3+离子的平均正电荷，加上Li+离子所带的正电荷，等于PO43-离子所带的负电荷3。
所以有，Fe2+与Fe3+离子的平均正电荷=3-13/16=35/16。
当设一定量图(b)物质中，Fe2+离子物质的量为n(Fe2+)，Fe3+离子物质的量为n(Fe3+)时，则这两种离子的物质的量分数分别为x(Fe2+)与x(Fe3+)。
其中，
这样，从平均正电荷的角度看，会有2×X(Fe2+)+3×X(Fe3+)=35/16。
从物质的量分数性质的角度看，有X(Fe2+)+X(Fe3+)=1。
联立这两个方程。可解得：X(Fe2+)=13/16。及X(Fe3+)=3/16。
所以，X(Fe2+)：X(Fe3+)=n(Fe2+)：n(Fe3+)=13/16：3/16。
最终有，n(Fe2+)：n(Fe3+)=13：3。
如果学生不熟悉“物质的量分数”概念。在理解后面这个计算时，会有一定的难度。
另外的一个方法就是，从化学式来入手。
为此，设化学式
这样，就有电荷关系，
由此，可以解出，Fe2+离子的个数为，y=13/16。而Fe3+离子的个数为，1-y=3/16。
最终有，n(Fe2+)：n(Fe3+)=13：3。